İki fizikçi, güneş sistemimizde saklanan eski, greyfurt büyüklüğünde bir kara delik olup olmadığını kontrol etmemiz gerektiğini düşünüyor. Ve bu küçük, ağır nesne aslında, bazı araştırmacıların Güneş sistemimizdeki Gezegen 9 olarak adlandırılan diğer nesneler üzerinde çekilebileceğini düşündüğü teorik bir gezegenin yerini alabilir.
Bu, gerçekten uzay köşemizde saklanan bir kara delik olduğu anlamına mı geliyor? Hayır, araştırmacılar dedi.
Ama varlığı için, incelenmeye değer yeterince zorlayıcı olduğunu düşündükleri bir argüman oluşturdular.
İşte böyle:
En uzak bilinen gezegenimiz olan Neptün'ün yörüngelediği geçmişte, güneş sisteminin dış kısımlarında, garip davranan bir avuç küçük nesne var. Bu "trans-Nuptunian cisimleri" (TNO'lar) alışılmadık yollarla kümelenir ve bilinen daha büyük gezegenlerden uzakta, gökyüzünün geniş bir alanına doğru yönelen eksenler etrafında dönme eğilimindedirler. Ayrıca, kritik olarak, TNO'lar bilinen sekiz gezegenden farklı bir düzlemde yörüngede. Bu, yerçekimi ile başka bir şeyin üzerlerinde çekildiğini gösteriyor.
Bazı gökbilimciler bu garip örüntüye baktılar, bazı hesaplamalar yaptılar ve orada, Dünya'nın kütlesinin 10 ila 20 katı olan ve Dünya'nın dünyaya olan yüzlerce katını taşıyan sakat bir yörüngeyi takip eden başka bir gezegen olması gerektiği sonucuna vardılar. Güneş. Bu genellikle "Gezegen 9" olarak adlandırılan tuhaf bir teoridir fakat astronomların ciddiye aldığı bir teoridir. Gezegen 9 için av yıllardır sürdü, gökbilimciler güneş sisteminin en dış kısımlarını taramak için görsel ışık ve kızılötesi teleskoplar kullanıyorlardı.
İngiltere'deki Durham Üniversitesi'nden fizikçi ve bu fikrin arkasındaki iki astronomdan biri olan Jakub Scholtz, "Fark ettiğimiz şey, çekimin önemli bir şey olduğudur." Dedi. "Bir gezegen olması gerekmiyor. En sıradan ya da belki de en akılcı açıklama bu bir gezegen. Ama teorik fizikçiler olarak, erken evren kozmolojisinin çok çeşitli ilginç yeni teorikleri kolayca tanıtabildiğini biliyoruz. bedenler - bunlardan biri… ilkel karadelikler. "
Primordial kara delikler farklı
Genellikle, kara delikler hakkında konuştuğumuzda, dev yıldızlar kendi içlerine çöktüklerinde oluşan, kütlelerini, ışığın kaçamayacağı dev "olay ufukları" ile çevrelenmiş sonsuz yoğun tekilliklerde hapsederken oluşan muazzam nesneler kastedilir. Ancak bazı kozmologlar, evrenin ilk anlarında, her şeyin sıcak ve yoğun olduğu ve Big Bang'den uzaklaştığı ve henüz hiçbir yıldız oluşmadığı zaman, kara deliklerin ortaya çıktığına inanıyorlar.
Evrenin yaratılışındaki bu ilkel hayaletler, bu erken maddenin parçaları tekilliklere yoğunlaşacak kadar sıkı bir şekilde ezildiklerinde oluşmuş olurdu.
“Evrenin o kısmı çok yoğundur, sadece bir kara delik haline gelir,” dedi Scholtz Canlı Bilim'e.
Chicago Üniversitesi'nden fizikçi ve makalenin ortak yazarı James Unwin, bu kara deliklerin çökmekte olan büyük yıldızlardan oluşan yıldız kara deliklerinden daha küçük olacağını söyledi. Ve bazı modellere göre, Dünya'dan sadece bir avuç daha ağır olurdu.
Unwin, bu kütlenin kara deliği hiçbir şey gibi görünmeyeceğini söyledi. Olay ufku çok küçük olurdu - Dünya kütlesinin beş katı ise bir greyfurt büyüklüğü ve Dünya kütlesinin 10 katı büyüklüğünde bir bowling topu boyutu. Ancak yerçekimi yerçekimidir. Bir PBH güneş sistemimize girerse, bu kara delik bir gezegenin yaptığı gibi güneşin etrafında dönecekti ve tıpkı teorik Gezegen 9'daki gibi cüce gezegenleri ve asteroitleri çekecekti. Bir gezegenin yerçekiminin etkilerini aynı kütlenin primordial kara deliğinden anlamanın hiçbir yolu olmazdı.
İlkel karadelikler üreten aynı modellerin Unwin, Higgs mekanizmasının (tüm parçacıklara kütleyi emdiği düşünülen) ve diğer temel fiziğin evrende nasıl ortaya çıktığı hakkında en iyi açıklamayı sunduğunu söyledi. Bu nedenle, güneş sistemimizde veya başka bir yıldız sisteminde sona ermiş olsun ya da olmasın, bu şeylerin var olduğunu düşünmek için iyi bir neden var. Ama hiç kimse aslında bir tane bulamadı.
Kara delik bükme ışığı
Ancak Unwin, gerçekten var olabileceklerini gösteren bazı kanıtlar var.
"Bence bu toplumda oldukça bilinmeyen bir şey," dedi Unwin, "ve biz bunu gerçekten büyük ilgi odağı haline getirmeye çalışıyoruz."
Polonya'da Optik Yerçekimi Mercek Deneyi (OGLE) adı verilen bir deney var. Gökyüzünü yerçekimsel "mikrolensing" kanıtı için tarar, uzayda bir gezegenin veya başka bir nesnenin yerçekiminin bir ışık ışınının yolunu büktüğü ve Dünya'ya çarpmasına neden olan yerler. OGLE tarafından incelenen yıldızların durumlarında, bu ışık bükme sadece anlık olarak parıldayan yıldıza benziyor.
Ancak OGLE garip bir şey bildirdi, dediler. Altı kez, 0,5 Dünya kütlesi ile geçmiş yıldızları sıkıştıran 20 Dünya kütlesi arasında çok hızlı hareket eden nesneleri düşündüren, 0.3 günden daha kısa olan çok kısa mikrolensleme olayları tespit etti. Unwin, gezegenlerin OGLE'ye böyle bakmadığını söyledi ve altı nesnenin ilkel kara delikler olduğundan şüphelenmek için iyi bir neden var. (Bir başka olasılık, çok hızlı hareket eden "serbest yüzen gezegenler" dış yıldız sistemleri etrafında hareket etmektir, ancak mevcut gezegen modelleri, bu tür gezegenlerin evren etrafında yakınlaştığını tahmin etmeyecektir.)
Scholtz, bu altı nesne küçük, eski kara delikler olsaydı, o zaman bu kara deliklerin evrende çok nadir olmadığı anlamına gelir. Her yıldız sisteminde görünmelerini beklemeyeceksin, dedi. Ve çoğu uzayda özgürce yüzerdi. Ancak, sistemimiz şanslıysa ve birini aldıysa çok şok edici olmazdı.
Gezegen 9 kara delik teorisi iki gizemi açıklar: trans-Neptunian nesne anomalisi ve OGLE anomalisi.
Unwin, "Bu iki şey aynı kitle aralığını gösteriyor." Dedi. "Bu bizi oldukça heyecanlandıran şey."
"Önemli olan bu," diye ekledi Scholtz. "Kayıp gezegen belki beş ila 20 Dünya kütlesi arasında bir yerde ve OGLE kanıtı 0.5 ila 20 Dünya kütlesi arasında bir yere işaret ediyor. Yani bu bir tesadüf."
TNO anomalisi aslında bir kara delik haline gelirse, Unwin dedi, bu çok büyük bir anlaşma. İlkel karadeliklerin varlığını kanıtlayacak ve onlar için, tam olarak oluşturdukları evren tarihinde ne zaman açıklayabilecekleri bir kitle aralığını ortaya çıkaracaktı - bu da daha sonra birçok fizik parçasının nasıl ortaya çıktığını açıklayacaktı.
Bu, ya araştırmacının güneş sistemimizde bir kara delik olduğuna ikna olduğu, hatta muhtemelen orada bir tane olduğunu düşündüğü anlamına mı geliyor? Hayır, ikisi de dediler. TNO anomalisinin gerçekten tek bir ağır nesneye işaret etmemesi veya OGLE anomalisinin bir fluke veya arızalı ekipmanın sonucu olması mümkündür.
Gezegen 9 bile var mı?
Bazı gökbilimciler orada bir şey olduğundan şüphe ediyorlar.
Oklahoma Üniversitesi'nde Unwin ve Scholtz'un çalışmalarına katılmayan bir gökbilimci olan Nathan Kaib, "PBH'lerin uzak güneş sistemine sahip olma olasılığına ne kadar stok koyacağını bilmesi için yeterince bilgim yok," dedi. . "Bununla birlikte, Gezegen 9'un gerekliliğinden biraz şüpheliyim diyeceğim."
TNO (trans-Neptunian nesnesi) orbital anomalisi gerçek gibi görünüyor, ancak TNO'ların ötesinde orada saklanan gezegenin bu fikri bunu iyi açıklamıyor. Ve Astronomical Journal'da 2 Temmuz'da yayınlanan bir makalede yazdığı gibi, Gezegen 9'un verilerde ortaya çıkmamış başka anormallikler yaratmasını beklersiniz.
“Bu beni gezegenin varlığından biraz şüpheci bırakıyor ve eğer PBH gezegenle aynı etkileri üretmesi gerekiyorsa, sanırım ben de aynı derecede şüpheliydim, ama bu, PBH'lerin kendileri, "dedi Kaib.
Fakat bazı gökbilimciler hala orada bir gezegen olduğunu düşünüyor. Ve bu kanıt yeterince güçlü ve bir gezegenin avı yeterince uzun sürdü, Unwin, en azından bir gezegen olmayan bazı gezegen benzeri nesnelerin etkiye neden olup olmadığını araştırmaya değer olduğunu söyledi.
Kontrol etmenin bir yolu, arXiv ön baskı sunucusunda çevrimiçi olarak yayınlanan henüz hakemli olmayan bir makalede önerdikleri "karanlık madde imhası" işaretlerini aramaktır. PBH teorileri, milyarlarca yıl evreni gezdikten sonra bile kısmen bozulmadan kalabilen yoğun karanlık madde haleleriyle çevreleneceklerini göstermektedir. Ve bazı karanlık madde teorileri, bazen parçacıklarının gama ışını fotonlarına "imha ettiğini" ve dönüştüğünü göstermektedir. Dünyadaki fotonları potansiyel olarak tespit edebildik.
(Böyle bir tespit, izini sürenler için üçüncü bir dev fizik gizemini kesin olarak çözecektir: karanlık maddenin aydınlık evrenden tanıdığımız parçacıklara dönüşüp dönüşmeyeceği.)
Araştırmacılar, teleskoplarımızın bu gama ışını fotonlarını zaten almış olabileceğini yazdı. Bu nedenle, bir sonraki adım, parçacıklara yönelik geniş gökyüzü yamalarını tarayan Fermi Gama-ışını Uzay Teleskobu'ndan gelen verilere bakmaktır.
Gama ışını avının, şans eseri küçük bir kara deliğe dönüştüğünü söyledi Scholtz, olasılıkların sonsuz olduğunu söyledi. Oraya bir görev bile gönderebiliriz, dedi.
“Bu, potansiyel olarak gerçek bir kara delikle oynamak için bir fırsat” dedi. "Bu ne kadar heyecan verici?"
Yine de, henüz kimse bahse girmiyor.
